鍛鋁微弧氧化過程控制問題的研究.pdf

1、微弧氧化是一種在含有特定離子的電解液中通過高壓放電處理和電化學(xué)氧化的共同作用，在鋁、鎂、鈦等有色金屬及其合金材料表面原位產(chǎn)生陶瓷層的表面處理技術(shù)。微弧氧化技術(shù)處理工藝簡單，對環(huán)境無污染，處理工件能力強(qiáng)，而且大幅度提高了鋁及其合金材料的性能，達(dá)到了第二代工程材料（金屬）和第三代工程材料（陶瓷）的完美結(jié)合，是一項(xiàng)很有發(fā)展前途的輕合金表面處理技術(shù)。
　　 由于微弧氧化機(jī)理研究難度比常規(guī)氧化過程要大的多，國內(nèi)微弧氧化技術(shù)自動化程度還不高

2、，提高微弧氧化自動化水平并實(shí)現(xiàn)智能化控制是一個(gè)亟待解決的問題。
　　 本文分析了微弧氧化過程，把微弧氧化分為三個(gè)階段：陽極氧化階段、火花放電和微弧氧化階段、熄弧階段，通過實(shí)驗(yàn)，可以了解到每個(gè)階段電流和電壓變化有自己的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上通過控制電路和軟件調(diào)整實(shí)現(xiàn)了鍛鋁微弧氧化工藝過程的自動化控制，達(dá)到了鍛鋁表面改性工藝自動控制的目的。
　　 本文以PIC16F788A單片機(jī)為核心控制芯片，在利用本實(shí)驗(yàn)室自行研制的微弧氧化電源

3、的基礎(chǔ)上，根據(jù)等離子體微弧氧化工藝特點(diǎn)，綜合考慮各種因素，設(shè)計(jì)了一種等離子體鍛鋁微弧氧化工藝控制系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)為電源模式可調(diào)、電壓可調(diào)、電流可調(diào)、頻率可調(diào)、占空比可調(diào)的微弧氧化過程控制裝置。電壓、電流、頻率和占空比等工藝參數(shù)在最初由鍵盤輸入給定后，單片機(jī)會自動選取每個(gè)階段所需要的參數(shù)量，引導(dǎo)系統(tǒng)完成整個(gè)微弧氧化工藝過程，最終生成陶瓷膜層。工藝試驗(yàn)過程中，工藝參數(shù)可被中斷重新設(shè)置輸入，系統(tǒng)將自動調(diào)整參數(shù)配置，完成整個(gè)工藝操作過程。

4、>　　 本文主要研究內(nèi)容包括：等離子體微弧氧化工藝過程特點(diǎn)研究，現(xiàn)場控制電路及主控制程序模塊的設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)輸入輸出的電路及按鍵控制軟件模塊和D/A轉(zhuǎn)換軟件模塊的設(shè)計(jì)；顯示電路及液晶顯示軟件模塊的設(shè)計(jì)。
　　 實(shí)驗(yàn)表明，該等離子體微弧氧化控制系統(tǒng)能夠完成鍛鋁微弧氧化工藝控制。該控制系統(tǒng)對電壓的動態(tài)控制精度為±1％；對電流的動態(tài)控制精度為±5％；對頻率的穩(wěn)態(tài)控制精度為±1％；對占空比的穩(wěn)態(tài)控制精度為±5％；對時(shí)間的動態(tài)控制精度為±0